影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素

(1) 熟料矿物组成的影响

硅酸盐水泥的四种熟料矿物组成，是影响水泥的水化速度、凝结硬化过程以及产生强度的主要因素。

硅酸盐水泥的四种熟料矿物中，C3A的水化和凝结硬化速度最快，因此它是影响水泥凝结时间的决定因素，在无石膏存在时，它能使水泥瞬间产生凝结。C3A的C3A水化和凝结硬化速度可通过掺和适量石膏加以控制。在有石膏存在时，C3A水化后易与石膏反应而生成难溶于水的钙矾石，它沉淀在水泥颗粒表面形成保护膜，阻碍C3A的水化，从而起到延缓水泥凝结的作用。但石膏掺量不能过多，因为多时不仅延缓作用不大，还会对水泥引起安定性不良。合理的石膏掺量主要取决于水泥中的C3A含量和石膏的品质及质量，同时也与水泥细度和熟料中SO3含量有关。一般生产水泥时石膏掺量占水泥质量的3%–5%，具体掺量应通过试验确定。

硅酸盐水泥各熟料矿物的水化、凝结硬化特性见下表。

(2) 水泥细度的影响

水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、强度、干缩及水化热等，这是因为水泥的水化、凝结硬化、强度、干缩及水化热等，这是因为水泥加水后，开始仅在水泥颗粒的表面进行水化，而后逐步向颗粒内部发展，而且是一个较长时间的过程。显然，水泥颗粒越细，水化作用的发展就越迅速而充分，使凝结硬化的速度加快，早期强度也就越高。但水泥颗粒过细，易与空气中的水分及二氧化碳反应，致使水泥不宜久存，过细的水泥硬化时产生的收缩亦较大，而且磨制过细的水泥耗能多，成本高。一般认为，水泥颗粒小于40μm时就具有较高的活性，大于100μm活性较小。通常，水泥颗粒的粒径在7-200μm（0.007—0.2mm）范围内。

(3) 拌合加水量的影响

拌合水泥浆体时，为使浆体察具有一定塑性和流动性，所加入的水量通常要大大超过水泥充分水化时所需的水量，多余的水在硬化的水泥石内形成毛细孔。因此拌合水越多，硬化水泥石中的毛细孔就越多，当水灰比（用水量占水泥质量之比）为0. 40时，完全水化后水泥石的总空隙率为29.6%。而水灰比为0.07时，水泥石的孔隙率高达50.3%。水泥石的强度随其毛细孔率的增加呈线性关系下降。因此，在熟料矿物组成大致相近的情况下，拌和水泥浆的用水量是影响硬化水泥石强度的主要因素。

(4) 养护湿度和温度的影响

水是参与水泥水化反应的物质，是水泥水化、硬化的必要条件，因此，用水泥拌制的砂浆和混凝土，在浇筑后应保持潮湿状态，以利获得和增强强度。提高温度可加速水化反应，通常，提高温度可加速硅酸盐水泥的早期水化，使早期强度能较快发展，但对后期强度反而可能有所降低。相反，在较高温度下硬化时，虽然硬化速度慢，但水化产物较致密，所以可获得较高的最终强度。不过在00C以下，当水结成冰时，水泥的水化、凝结硬化作用将停止。

(5) 养护期的影响

水泥的水化硬化是一个较长时期不断进行的过程，随着水泥颗粒内各熟料矿物水化程度的提高，凝胶体不断增加，毛细孔隙相应减少，从而随着龄期的增长使水泥石的强度逐渐提高。由于熟料矿物中对强度起决定性作用的C3S在早期的强度发展快，所以水泥在3—14d内强度增长较快，28d后增长缓慢。

(6) 调凝外加剂的影响

由于实际上硅酸盐水泥的水化、凝结硬化在很大程度上受到C3S、C3A的制约，因此凡对C3S和C3A的水化能产生影响的外加剂，都能改变硅酸盐水泥的水化、凝结硬化性能。例如加入促凝剂（CaCl2 、Na2SO4等）就能促进水泥水化、硬化，提高早期强度。相反，掺和缓凝剂（木钙、糖类等）就会延缓水泥的水化硬化，影响水泥早期强度的发展。

(7) 水泥受潮与久存

水泥受潮后，因表面已水化而结块，从而丧失胶凝能力，严重降低其强度。而且即使在良好的储存条件下，水泥也不可储存过久，因为水泥会吸收空气中的水分和二氧化碳，产生缓慢水化和碳化作用，经过三个月后水泥强度约降低10%–20%，六个月后降低15%–30%，一年后约降低25%–40%

由于水泥水化从颗粒表面开始，水化过程中水泥颗粒被水化物C—S—H凝胶所包裹，随着包裹层厚的增加，反应速率减缓。据研究测试，当包裹层厚达25μm时，水化将终止。因此，受潮水泥颗粒只在表面水化，若将其重磨，可使其暴露出新表面而恢复部分活性。至于轻微结块（能用手捏碎）的水泥，强度约降低10%–20%，这种水泥可以适当方式压碎后用于次要工程。